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1 、 材料分析 主轴是机床上传递动力的零件 ,常需承受弯曲、扭转、疲劳、冲击载荷的作用 , 同时在滑动与转动部位还受到摩擦力的作用 , 因此 ,要求主轴具有高强 度、硬度、足够的韧性及疲劳强度、变形小等性能。 1.1 　材料的选择 图 1 图 1 为 C6132 卧式车床主轴零件简图。该轴承受交变弯曲应力与扭应力 ,但由于承受的载荷与转速均不高,冲击作用也不大 ,故具有一般综合力学性能即可。但在主轴深孔和外圆表面 ,因常与卡盘、顶尖有相对摩擦;花键部位与齿轮有相对滑动 ,故这些部位要求较高的硬度与耐磨性; 主轴在滚动轴承中运转 ,工作时因轴颈与轴承不发生摩擦 ,故轴颈无耐磨性要求。通常,对于要求高强度、硬度和疲劳强度且形状畸变小的主轴 ,多采用 38CrMoAlA 钢;受冲击大的常用 20Cr 、20Mn2B 渗碳钢; 重载下工作的常用20CrMn Ti 、12CrNi3A 高合金渗碳钢;高精度磨床、镗床主轴采用9Mn2V 、GCr 15 钢。本零件根据其工作受力及性能要求 ,可选用45 、40Cr 或42CrMo钢考虑到原材料成本及加工复杂情况 ,选用45 钢锻件毛坯制造即可。 1.2 材料的热处理方法 1.2.1 改善切削加工性能、消除锻造残余应力的热处理 主轴毛坯在锻造过程中，若温度过高，则将使金属组织的晶粒粗大；若锻造温度过低，则造成组织不均匀和过大的残余应力，甚至出现裂纹。这两种情况在主轴锻造过程中往往同时存在，致使主轴强度降低，并由于表面泠硬而不易切削。因此在粗加工前需进行热处理，以改善切削性能，消除锻造残余应力，细化晶粒，并使金属组织均匀。 此处采用人工时效处理或者采用退火或正火处理。 1.2.2 预备热处理 主轴在粗加工后，最终热处理以前常进行预备热处理，通常为调质或正火。调质处理是淬火后高温回火（回火温度为500～ 650℃），调质后可得到均匀细密的回火索氏体组织，使主轴获得较高的强度和韧性等综合机械性能。调质时由于回火温度高，故主轴容易变形并产生较多的氧化皮。 1.2.3 最终热处理 主轴最终热处理包括局部加热淬火后回火（铅浴炉加热淬火、火焰加热淬火、电感应加热淬火等）、渗碳淬火、淡化等。其目的是在保持心部韧性的同时提高表面硬度，使主轴各工作表面获得较高的耐磨性和抗疲劳强度，以保持主轴的工作精度和提高使用寿命。最终热处理一般放在半精加工之后，因局部淬火后总会有些变形，故需在淬火后安排磨削加工工序以消除淬火变形。此处按要求应采用水淬的淬火方式。 2、结构工艺性分析 2.1主轴的毛坯 主轴属于外圆直径相差较大的阶梯轴，为了节省材料和减少加工的劳动量，毛坯常采用锻件。在热锻过程中金属纤维按轴向排列，组织细蜜，具有较高的抗拉、抗弯和抗扭强度。 锻件在铸造方法上又分自由锻和模锻两种。自由锻使用的设备比较简单，但毛坯的精度较低、余量大、生产率低，只适用于单件、小批生产。 模锻一般在模锻压力机上进行，设备比较昂贵，并须专用锻模，但毛坯精度高、加工余量小、生产率高。目前国内精锻毛坯公差外径可达±0.3，内径达±0.1，表面粗糙度Ra可达3.2～1.6um。它适于在大批条件下锻造形状复杂、精度要求高的主轴。 2.2 主轴加工定位基准的选择 主轴加工中，为了保证各主要表面的相互位置精度，选择定位基准时，应遵循“基准重合”与“互为基准”的原则，并能在一次装夹中尽可能加工出较多的表面。 由于主轴外圆表面的设计基准主轴轴心线，根据基准重合的原则考虑选择主轴两端的顶尖孔作为精基准面。用顶尖孔定位，还能在一次装夹中把许多外圆表面及其端面加工出来，有利于保证加工面间的位置精度。所以实心轴在粗加工之前先打顶尖孔。对于空心轴则以外圆定位，加工通孔，并在两端孔口加工出60度倒角或内锥孔（工艺锥面），用两个带顶尖孔的锥堵或带锥堵的心轴装夹工件。 2.3 主轴主要加工表面加工工序的安排 图1所示主轴，其主要加工表面是?40js6、?40n6、?40f7、?48a11、?24。它们的加工公差都在IT6-IT8之间，表面粗糙度Ra为3.2-0.8μm。要达到这样高的精度要求，其一般加工路线应是：粗车（IT11，Ra12.5μm）μm）精车（IT8，Ra1.6μm）μm） 精磨（IT5-IT6，Ra0.4μm） 。 在机械加工工序中间尚需插入必要的热处理工序，这就决定了主轴加工各主要表面总是循着以下顺序进行的，即粗车调质（预备热处理）半精车精车淬火（最终热处理）粗磨精磨 主轴加工工艺过程可划分为三个加工阶段，即粗加工阶段（包括铣端面打顶尖孔、粗车外圆等）；半精加工阶段（